SWISS QUAD modoki（SQM）、HB9CV Loop modoki（HLM）
このアンテナはスイススクワッドを改造したもの、あるいはHB9CVをループに改造したもの、の両方の形状を持っています。
周波数：145.9/436.5MHz
ただし給電部分は同軸ケーブルを少し加工して製作の容易性、耐雨性を向上させています。
このアンテナは、仰角を約30°上向きに固定して、方位のみ可変して簡単に衛星通信を行うことを目的としたアンテナです。
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このアンテナは2008年に製作したのもで、寸法等は一般のスクワットやHB9CVを参考にしたと思います。（17年も前なので忘れています）
この時はMMANAなどでのシミュレーションを行っていませんでした。
ここでは、改めてこの寸法などが正しかったのか改めてシミュレーションして検証し、さらに改良点を模索したいと思います。
このアンテナをアンテナシミュレーター MMANA を使って下記のようにシミュレーションしました。名称は SQMアンテナ としたいと思います。
MMANAでは上下の電圧0点での前後のループの接続（下図の紫線）は無しで計算しています。
また、給電方法も接続点は現物と同じですが接続方法が違っていますので別途検討します。
↓MMANAに入力しました。
↑図1 ↑表1 ↑表２
図１は外観寸法図で外枠の右側が144MHz帯の約1λのラジェーター(Ra)、外枠の左側が144MHz帯の約1λのリフレクター(Ref)です。左下及び右下の赤丸は給電点になります。
内枠の右側が430MHz帯の約1λのラジェーター(Ra)、内枠の左側が430MHz帯の約1λのリフレクター(Ref)です。左下及び右下の赤丸は給電点になります。144MHz帯及び430MHz帯の1λより少し大きな寸法になっています。
表1及び表2はMMANAの寸法指定座標の数値です。（MMANAの簡単な使い方は、ここに書いていあります）
↓MMANAでシミュレーションした結果です。
↑図2 ↑図3 ↑図4 ↑図5
図2は145.9MHzの水平面パターン（自由空間）、図3はその時のSWR特性。図4は436.5MHzの水平面パターン（自由空間）、図5はその時のSWR特性。いずれもF/B比は良くありません。430MHz帯の共振点は少し高い方になっているようです。（2エレメントなのでこんなもんでしょう）
144MHz/430MHz帯共に一応アンテナとしては動作しているようです。（最良値かどうかは検証できればやります）
↓仰角30°で地上高10mに設置した時のシミュレーションです。
↑図6 ↑図7 ↑図8 ↑図9
図6は145MHzのアンテナで地上高10mで仰角30°にした時の図です。
図7は図6の状態のパターンで大地反射で約3～6dB強くなり反射地点の影響で仰角方向に大きく波打っています。
ここで示されるゲイン（Ga）は最大ポイントのゲインなので図から見るとほぼ水平方向になります。
図8は435MHzのアンテナで地上高10mで仰角30°にした時の図です。
図9は図8の状態のパターンで大地反射で約3～6dB強くなり反射地点の影響で仰角方向に大きく波打っています。
ここで示されるゲイン（Ga）は最大ポイントのゲインなので図から見るとほぼ水平方向になります。
一般的に高利得のビームアンテナではAOS及びLOS付近で強く受信できる現象はこの大地反射によるものと思われます。（特に435MHzで！）
↓次に2本を水平スタックにしたシミュレーションをします。
↑図10 ↑図11 ↑図12 ↑図13
図10は145MHzアンテナでスタック間隔2.0m,仰角30°,地上高10mhの2Dパターン図（スタック間隔2mではサイドローブが大きくなっています）
図11は145MHzアンテナでスタック間隔2.0m,仰角30°,地上高10mhの3Dパターン図(MMANA-GALによる)
図12は435MHzアンテナでスタック間隔2.5m,仰角30°,地上高10mhの2Dパターン図
図13は435MHzアンテナでスタック間隔2.5m,仰角30°,地上高10mhの3Dパターン図(MMANA-GALによる)
周波数に対してスタック間隔が広いとアンテナゲインは増加するが、パターンはサイドローブが出てビームアンテナとしては使えない状況です。
しかし衛星通信ではサイドローブのピークを使ってQSOする方法も有り方位も半固定で使う考え方もできるかも？！。
↓次にMMANAシミュレーションでアンテナの最適値を求めてみます。↓（下図） 2025/02/03
MMANAでは上下の電圧0点での前後のループの接続（下図の紫線）は無しで計算しています。
また、給電方法も接続点は現物と同じですが接続方法が違っていますので別途検討します。
↑図14 ↑図15 ↑図16 ↑図17 ↑図18 ↑図19
図14はMMANAシミュレーションでアンテナの最適値を求めたテキスト表 （大きな変化はありません）
図15は最適値の各部の寸法（黒太数字が変更箇所、給電部分のケーブルについては別途検討します）
図16は145.9MHzSWR特性
図17は145.9MHzパターン図（ゲイン、F/B比等々）
図18は436.5MHzSWR特性
図19は436.5MHzパターン図（ゲイン、F/B比等々）
↓次に145.9MHz2本を垂直偏波スタックにしたシミュレーションをします。 （垂直偏波、水平偏波でもパターン、ゲイン等は特に変化なし）
↑図20 ↑図21 ↑図22 ↑図23 図20は145.9MHz垂直偏波で2スタック間隔2m（約1λ）、仰角0°の姿図
図21は145.9MHz垂直偏波で2スタック間隔2m（約1λ）、仰角30°の姿図
図22は145.9MHz垂直偏波で2スタック間隔2m（約1λ）、仰角30°、地上高10mhのパターン図（ゲインは仰角2.8°の最大値）
図23は145.9MHz垂直偏波で2スタック間隔2m（約1λ）、仰角45°、地上高10mhのパターン図（ゲインは仰角2.9°の最大値）
↓次に436.5MHz2本を垂直偏波スタックにしたシミュレーションをします。
↑図24 ↑図25 ↑図26 ↑図27
図24は436.5MHz垂直偏波で2スタック間隔2m（約2.89λ）、仰角30°、地上高10mhのパターン図（ゲインは仰角1.0°の最大値）
図25は436.5MHz垂直偏波で2スタック間隔2m（約2.89λ）、仰角45°、地上高10mhのパターン図（ゲインは仰角1.0°の最大値）
図26は436.5MHz垂直偏波で2スタック間隔0.65m（約0.95λ,最小値）、仰角30°、地上高10mhのパターン図（ゲインは仰角1.0°の最大値）
図27は436.5MHz垂直偏波で2スタック間隔0.65m（約0.95λ,最小値）、仰角45°、地上高10mhのパターン図（ゲインは仰角42°の最大値）
スタック間隔は0.65mが最上で、これ以上は145MHzアンテナが接触して小さくできない。
なお給電点を互いに内側にすればスタック間隔は0.65m以下も可能であるが給電ケーブルの接続点を180°（エレメントの反対側）にする必要があり2本のアンテナが全く同じにはならない。
市販の八木アンテナなどを2スタックにする場合は給電点のコネクターの向きを2本共に右側または2本共左側に指定されている。
↓下記のMMANAでは上下の電圧0点での前後のループの接続線を入れて計算しました。給電線はφ2銅パイプにしました。
（MMANAでは同軸ケーブル端末の心線と編組をショートし、コネクター芯線を編組のみに接続する給電の設定は出来ない）
↑図28 ↑図29 ↑図30 ↑図31
図28は各部の寸法
図29はMMANAのテキスト
図30はMMANAによるシミュレーション結果 、ゲイン（Ga）: 7.25dBi、F/B：5.83dB
図31はMMANAによるSWR特性。SWR最低点は442MHzあたりです。
↓作って確認します。 2025/02/14
↑図32 ↑図33 ↑図34 ↑図35
図32はφ4銅パイプを必要寸法に切断した状態。パイプの中心寸法で作ります。
図33は端面を45°に半分削った状態と接合部分に挿入して半田付けするφ2銅パイプ。
図34は挿入してφ4を接合して半田付けする。
図35は各接合部分を半田付けして状態。
↓組み立てて測定しました。
↑図36 ↑図37 ↑図38 図36はシミュレーションした寸法に完成した状態 。
図37は436.5MHzを中心にしたSWR測定結果。図31のシミュレーションとほぼ同じ結果となった。
図38はSWR最低点で測定した状況。図31のシミュレーションとほぼ同じ結果となった。
↓給電部を同軸ケーブルでやります。
↑図39 ↑図 40 ↑ 図41 ↑図42 ↑ 図43
図39は5C-2Vの状態。
図40は5C-2Vの測定結果。SWR最低点は436.5MHzより高く437.750MHzとなった。
図41は3D-2Vの結果。SWR最低点はさらに高くなった。
図42は5D-FBの状態。
図43は5D-FBの測定結果。SWR最低点は436.5MHzとなったが、SWR1.5と高くなった。
いずれも、同軸ケーブルの長さと半田付け位置を少し変えたり,同軸ケーブルをエレメントから遠ざけだり近づけたりするとSWR最低点の周波数や
SWR値が変化します。
またコネクターのフランジ（グランド側）がラジェーターとリフレクターを接続しているφ4銅パイプの中心に接続するまでの長さによってもSWR最低点の周波数が変化します。この距離が短いとSWR最低点の周波数は高くなり,長いと周波数は低くなります。
↓給電部分を同軸ケーブルを使わずにφ2mm銅パイプで行い最適値をMMANAでシミュレーションしました。（耐雨性は低下する模様）
↑図44 ↑図 45 ↑ 図46 ↑ 図47
図44は各部の寸法。少し大きくなっています。
図45はMMANAのテキスト。
図46はMMANAによるシミュレーション結果。ゲイン（Ga）7.41dBi 、F/B 6.40dB
図47はMMANAによるSWR特性。SWR最低点は436.5MHzで1.08となっています。
↓作りました
↑図48 ↑図49 ↑図50
図48はSWR特性。SWR最低点は少し低くなっています。
図49はR,jX特性
図50は数値
次は同軸ケーブル給電をして測定します。
つづく（工事中）
以下 旧ホームページから ↓↓↓ （工事中）
JA1CPA